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# 生物学# 細胞生物学

P. vivaxマラリアとの戦いにおける新しい洞察

研究は、再発を防ぐために休眠マラリア寄生虫を標的にすることに焦点を当てています。

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隠れたマラリア寄生虫を狙う隠れたマラリア寄生虫を狙うvivaxに取り組むことを目指している。休眠しているP.研究は、マラリア予防をより良くするために
目次

マラリアは、感染した蚊に刺されることで人間に感染する寄生虫が原因の深刻な病気だよ。マラリアを引き起こすプラスモディウム寄生虫の種類はいくつかあって、プラスモディウム・ビバックスが世界で一番一般的なんだ。

P. vivaxマラリアの課題

P. vivaxは肝臓に隠れて、ハイプノゾイトっていう休眠状態で長い間潜伏することができるんだ。このハイプノゾイトは、数ヶ月や数年後に目を覚まして再発することがあるから、病気の管理が難しくなるんだ。特に、P. falciparumがうまく管理されている地域でもね。

蚊に刺された後、P. vivaxのスポロゾイトが肝臓に入ると、ハイプノゾイトになって活動を停止する。この休眠状態のままでも、その後再活性化して新たなマラリア感染を引き起こすことができて、それがまた蚊に戻ってサイクルが続くんだ。

現在の治療法とその制約

ハイプノゾイトを治療する主な薬の一つはプラミキンで、これが休眠寄生虫を排除できるんだ。でも、複数の服用が必要だから、患者が治療計画を守るのが難しいこともあるよ。もう一つの薬、タフェノキンは単回投与の代替薬として開発されたけど、臨床試験では結果がいまいちだったんだ。

妊婦や特定の遺伝的条件を持つ人はこれらの薬を使えないから、P. vivaxマラリアの管理において効果が制限されちゃうんだ。

新しい治療法の必要性

こういう課題を考えると、ハイプノゾイトを効果的にターゲットにして殺す新しいタイプの薬が強く求められているんだ。従来の薬の発見方法は寄生虫の活動的な形に焦点を当てることが多いけど、休眠状態の治療法を見つけるには役立たないんだ。

最近の進展で、研究者たちはP. vivaxに感染した人間の肝臓細胞を使って、ハイプノゾイトを直接殺す可能性のある薬をテストする新しいスクリーニング方法を開発したんだ。この新しいアプローチは、マラリアの再発を効果的に治療できる化合物を発見する希望をもたらしているよ。

新薬の候補を探す

研究者たちは、既存の薬のライブラリであるReFRAMEライブラリを使って、ハイプノゾイトを治療するための可能性のある候補を特定したんだ。このライブラリには、約12,000の薬が含まれていて、承認されたものや開発中だったものもある。目標は、P. vivaxの休眠型をターゲットにできる薬を見つけることだったんだ。

そのために、国際協力が設立された。P. vivaxマラリアの患者の血液を使ってスポロゾイトを作り、それを肝臓細胞に感染させたんだ。いくつかの有望な化合物が見つかって、特に高血圧の治療に使われる二つが含まれていたよ。

薬の発見におけるエピジェネティクスの役割

見つかった化合物の中には、P. vivax寄生虫内のDNAがどのように修飾されるかに影響を与えるものもあったんだ。この発見は、DNA配列を変えずに遺伝子の活動に変化をもたらすエピジェネティクスの重要性を浮き彫りにしたよ。

いくつかの薬は、寄生虫内の遺伝子のオンオフに影響を与えることがわかって、これらの経路をターゲットにすることで新しいマラリア治療法が開発できるかもしれないね。研究は、ハイプノゾイトがDNAの化学的なマークの仕方に影響されることを示したんだ。

薬の効果確認

複数回のスクリーニングの後、研究者たちはいくつかの薬の候補がP. vivaxのハイプノゾイトに対して効果的であることを確認したんだ。中には選択性が良いものもあって、人間の肝臓細胞にあまりダメージを与えずに寄生虫をターゲットにできるものもあったよ。

特に、カドララジンとヒドララジンという化合物が有望だった。カドララジンは特に効果的で、ハイプノゾイトを殺す力が強くて、マラリアの再発治療の候補としてさらなる研究が期待されているんだ。

薬の開発のための動物試験

これらの新薬が人間に使われる前に、動物モデルで厳しいテストを受ける必要があるんだ。リスザルは、P. vivaxの近縁種に感染することができるからよく使われる。こうしたテストは、薬の安全性と効果を判断するために重要なんだ。

研究では、カドララジンは猿において良好な安全性プロファイルを示していて、研究者たちは体内での薬の処理を測定しているんだ。この情報は、最適な投与量や潜在的な副作用を理解するのに役立つよ。

より良い効果のための薬の組み合わせ

研究者たちは、カドララジンと他の薬を組み合わせることで、その効果が高まるかどうかも探ったんだ。既知のDNAメチル化阻害剤である5-アザシチジンがカドララジンのハイプノゾイトに対する作用を大幅に向上させることがわかって、組み合わせ療法がマラリア治療の有望なアプローチになるかもしれないね。

寄生虫におけるDNAメチル化の理解

この研究の重要な部分は、DNAメチル化がP. vivaxにどのように影響を与えるか、またハイプノゾイト形成に影響するかを調べることだったんだ。メチル化は、遺伝子活動を調整する化学的修飾なんだ。寄生虫のDNAを分析することで、肝臓細胞内での寄生虫の振る舞いに影響を与えるメチル化マークの証拠が見つかったよ。

高度なイメージング技術がこれらの修飾を検出するために使われて、P. vivaxが他の生物と同様のメカニズムを使って遺伝子発現を制御していることが確かめられたんだ。

エピジェネティック阻害剤のさらなるスクリーニング

既存の薬をテストするだけでなく、研究者たちはエピジェネティックなプロセスをターゲットにする特定の阻害剤もスクリーニングして、いくつかがハイプノゾイトを殺すことを確認したんだ。この発見は、寄生虫のエピジェネティックなメカニズムをターゲットにすることが新しい薬の開発のための実行可能な戦略である可能性を強調しているよ。

結論

スクリーニング方法の進展とP. vivax寄生虫の動作メカニズムの理解が新しいマラリア治療法の開発のための新しい道を開いているんだ。休眠状態のハイプノゾイトに焦点を当てることで、再発を防ぐより効果的な治療法に向けて研究が進んでいるよ。これがマラリアの流行地域での制御に役立つことを目指しているんだ。

新しい薬の候補の特定や、組み合わせ療法の探求は、マラリアとの戦いにおけるエキサイティングな進展を表しているよ。P. vivaxの根本的な生物学やエピジェネティックの調節に関する研究が進むことで、命を救い、病気に影響を受ける人々の結果を改善する成功した治療法の開発が鍵となるね。

道のりは長くて複雑だけど、最近の研究から得られた見識が新しい戦略の開発に希望をもたらしているんだ。

オリジナルソース

タイトル: A Drug Repurposing Approach Reveals Targetable Epigenetic Pathways in Plasmodium vivax Hypnozoites

概要: Radical cure of Plasmodium vivax malaria must include elimination of quiescent hypnozoite forms in the liver; however, the only FDA-approved treatments are contraindicated in many vulnerable populations. To identify new drugs and drug targets for hypnozoites, we screened the Repurposing, Focused Rescue, and Accelerated Medchem (ReFRAME) library and a collection of epigenetic inhibitors against P. vivax liver stages. From both libraries, we identified inhibitors targeting epigenetics pathways as selectively active against P. vivax and P. cynomolgi hypnozoites. These include DNA methyltransferase (DNMT) inhibitors as well as several inhibitors targeting histone post-translational modifications. Immunofluorescence staining of Plasmodium liver forms showed strong nuclear 5-methylcystosine signal, indicating liver stage parasite DNA is methylated. Using bisulfite sequencing, we mapped genomic DNA methylation in sporozoites, revealing DNA methylation signals in most coding genes. We also demonstrated that methylation level in proximal promoter regions as well as in the first exon of the genes may affect, at least partially, gene expression in P. vivax. The importance of selective inhibitors targeting epigenetic features on hypnozoites was validated using MMV019721, an acetyl-CoA synthetase inhibitor that affects histone acetylation and was previously reported as active against P. falciparum blood stages. In summary, our data indicate that several epigenetic mechanisms are likely modulating hypnozoite formation or persistence and provide an avenue for the discovery and development of improved radical cure antimalarials. One-Sentence SummaryDrug repurposing screens reveal several epigenetic inhibitors as active against P. vivax hypnozoites demonstrating that epigenetic pathways play a central role in hypnozoite quiescence.

著者: Dennis E. Kyle, S. P. Maher, M. A. Bakowski, A. Vantaux, E. L. Flannery, C. Andolina, M. Gupta, Y. Antonova-Koch, M. Argomaniz, C.-M. Monica, C. Brice, A. T. Chao, A. K. Chatterjee, W. T. Cheng, E. Chuenchob, C. A. Cooper, C. Karissa, M. R. Galinski, A. Harupa-Chung, H. Ji, S. B. Joseph, T. Lenz, S. Lonardi, J. Matheson, S. A. Mikolajczak, M. Timothy, A. Orban, V. Padin-Irizarry, K. Pan, J. Peneau, J. Prudhomme, C. Roesch, A. A. Ruberto, S. S. Sabnis, C. L. Saney, J. Sattabongkot, S. Sereshki, S. Suriyakan, R. Ubalee, Y. Wang, P. Wasisakun, J. Yin, J. Popovici, McNama

最終更新: 2024-03-25 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.01.31.526483

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.01.31.526483.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

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